Search for a correlation between ANTARES neutrinos and Pierre Auger Observatory UHECRs arrival directions
对ANTARES望远镜2007-2008年探测到的2190个中微子候选事件和Pierre Auger天文台2004年1月1日至2009年12月31日观测到的69条超高能宇宙射线（UHECR）的到达方向进行了相关性研究。相应的90% C.L.来自每个观测到的UHECR方向的中微子通量的上限（假设来自所有方向的通量相等，并且对于$E^{-2}$能谱）为4.99 $\times10{^{-8}}$ GeV cm $^{-2}$ s $^{-1}$。
2012-05-01 astro-ph.HE
TeV gamma-rays from UHECR interactions in AGN cores: Lessons from Centaurus A
TeV的伽马射线已经从耀变体以及像M87和Cen A这样的射电星系中观测到。在轻子模型中，超过对产生阈值的伽马射线可以从超相对论性喷流中逃逸，因为与各向同性发射所需的那些相比，大的洛伦兹因子降低了背景光子密度。在这里，我们讨论一个替代方案，VHE光子产生的次级从UHECR相互作用的活动星系核。我们表明，TeV的伽马射线可以逃脱的核心，尽管大的红外和紫外背景。对于特殊的情况下，岑A，我们研究，如果各种现有的观测从远红外线的UHE范围内可以调和在这张照片。
2010-04-29 astro-ph.HE
Correlations between Ultrahigh Energy Cosmic Rays and AGNs
我们研究了Pierre Auger天文台报道的最高能量宇宙射线（UHECR）与Veron-Cetty Veron（VCV）活动星系核目录中星系之间的相关性。首先，我们量化的VCV目录的不均匀性和杂质的程度。其次，我们确定如何修改最高能量俄歇UHECRs和VCV星系之间的相关性时，只有光学识别AGN使用。最后，我们测量公布的俄歇UHECR和物质分布之间的相关性。我们最重要的发现是，UHECR和活动星系核之间的相关性太强，不能纯粹用活动星系核追踪大尺度物质分布来解释，这表明（除非相关性是统计上的侥幸）UHECR中有相当一部分是由活动星系核产生的。我们还发现，一旦我们考虑到在室女座地区的VCV目录的重过采样，从该地区的UHECR事件的缺乏是不相容的UHECR活动星系核的来源。
2009-04-27 astro-ph.HE
Propagation of Ultra-high-energy Cosmic Rays in Galactic Magnetic Field
银河系磁场（GMF）不可避免地影响着超高能宇宙射线（UHECR）的传播轨迹。由于这一必然性，研究转基因食品中的传播，以解释最近的UHECR实验结果的重要性已经增加。本文综述了GMF对超高频电磁辐射传播和到达方向的影响，并介绍了近年来抑制超高频电磁辐射源的研究。
2011-04-02 astro-ph.HE
Observe Gamma-Rays and Neutrinos Associated with Ultra-High Energy Cosmic Rays
针对超高能宇宙线与弥散高能中微子可能同源的猜想，提出对超高能宇宙线到达方向开展伽马射线和中微子观测，计算了探测概率，并指出未来相关观测可约束甚至识别其源头。
2025-02-24 astro-ph.HE
Search for a correlation between the UHECRs measured by the Pierre AugerObservatory and the Telescope Array and the neutrino candidate events fromIceCube and ANTARES
高能中微子预计将由加速点附近的加速粒子相互作用产生。因此，寻找超高能宇宙射线（UHECR）和HE中微子到达方向的相关性是一个有趣的问题。在这里，我们提出了一个由皮埃尔俄歇天文台和望远镜阵列测量的UHECR事件和高能量中微子候选事件从冰立方和ANTARES之间的相关性搜索的结果。我们进行互相关分析，其中的角间距的UHECR和中微子的到达方向进行扫描。当比较的结果与预期的零假设考虑各向同性分布的中微子或UHECR，我们得到试验后的p值的顺序为$\sim 10^{-2}$。
2019-05-10 astro-ph.HE
Probing the Extragalactic Cosmic Rays origin with gamma-ray and neutrino backgrounds
GeV-TeV的γ射线和PeV-EeV的中微子背景提供了一个独特的窗口的超高能宇宙射线（UHECR）的性质。我们讨论了最近的费米-LAT数据的河外伽玛射线背景（EGB）和相关的估计点源的贡献，以及冰立方中微子数据的起源的UHECR的影响。我们计算宇宙成因的$γ$ -射线和中微子产生的UHECR的扩散通量，并推导出可能的宇宙学演化的UHECR源的约束。特别是，我们表明，在\citet{Globus2015b}中考虑的混合组合物的情况下，这是在协议（i）俄歇测量的能谱和组成的最高能量和（ii）脚踝状的功能，在光组件中检测到的卡斯卡德-格兰德，是兼容的费米-LAT测量和与当前的IceCube限制。我们还讨论了未来实验的可能性，以检测相关的宇宙成因中微子和进一步限制的UHECR模型，包括可能的次主导UHECR质子源。
2017-04-03 astro-ph.HE
Multi-messenger particles as a probe for UHECR luminosity
本文通过估算中微子通量并分析伽马射线起源，利用多信使粒子发射估算星系超高能宇宙线光度，揭示候选源星系的加速机制与环境性质。
2024-02-21 astro-ph.HE
Restricting UHECRs and cosmogenic neutrinos with Fermi-LAT
超高能宇宙射线（UHECR）质子与宇宙微波背景（CMB）相互作用产生UHE电子和伽马射线，其继而在CMB和红外光子上引发电磁级联。结果，在$E\lsim 100$ GeV的能量范围内积累了漫射各向同性伽马辐射的背景。费米-LAT合作最近报告了对河外弥漫背景的测量，发现它比EGRET以前测量的强度更小，更柔软。我们表明，这一新的结果约束UHECR模型和宇宙成因中微子的流量。特别是，它排除了现有中微子实验可检测到的宇宙成因中微子通量的模型，而下一代探测器，如JEM-EUSO只能观察极端参数的中微子。
2010-12-21 astro-ph.HE
Study of the PeV Neutrino, $γ$-rays and UHECRs around The Lobes of Centaurus A
皮埃尔俄歇天文台报告了最高能量宇宙射线到达方向的分布。这些事件是在10年的手术中收集的，其倾斜度在-90 $^\circ$和+45 $^\circ$之间。冰立方中微子望远镜报告在高能起始事件目录中探测到82个地外中微子。该目录中报道的最高能量中微子事件（IC 35）的能量为2004 $^{+236}_{-262}$ TeV，其重建中心为RA= $208.4^\circ$和DEC= $-55.8^\circ$（J2000）。半人马座A是距离我们最近的射电活动星系核，也是宇宙射线加速到$\sim\, 10^{20}$ eV的潜在候选者之一，我们证明了围绕半人马座A方向（15 $^\circ$半径）的超高能宇宙射线（UHECR）可以在巨瓣内加速。通过研究UHECR的组成，通过光衰变过程，这些可以达到的最大能量，在巨大的瓣和平均偏转角，核由于银河系和河外磁场，它表明，最有希望的候选人的UHECR组成是轻的核，如碳/氮核。考虑到相对论性碳核与光子场（河外背景光和同步加速器）和物质（叶内外）的相互作用，我们没有找到足够的证据将IC 35事件与Pierre Auger天文台报道的UHECR联系起来。
2018-09-15 astro-ph.HE
Echoes of the past: ultra-high energy cosmic rays accelerated by radio galaxies, scattered by starburst galaxies
我们探讨了望远镜阵列（TA）从M82和M81星系群附近方向探测到的高能宇宙射线（UHECR）热点可能是半人马座A在更早更强阶段发射的UHECR回波的可能性。来自其他星暴星系或星系群的回波可能对地球的UHECR通量有贡献。我们使用一个说明性的Monte Carlo模型的单能量UHECR运输小角散射生成合成的天空地图。该模型通知整体能量学和时间和距离尺度的讨论。如果半人马座A在2000万年前的UHECR光度是现在的200倍，如果M82和其他星暴星系的环星系介质中的有序磁场超过10- 20 nG到400- 800 kpc的距离，我们找到了一个可行的UHECR热点的回波模型。
2022-01-06 astro-ph.HE
Directional correlations between UHECRs and neutrinos observed with IceCube
能量阈值在几十EeV以上的超高能宇宙射线（UHECR）由于星际磁场的作用可能只会发生很小的偏转。它们的到达方向将指向可能的强子加速过程的区域，这些区域也可能是高能中微子的来源。为了寻找这样的宇宙加速器，我们在这里提出的第一个高统计分析的中微子候选人从冰立方天文台和UHECR事件之间的方向相关性。冰立方在22个弦的配置中获得的数据为使用皮埃尔俄歇天文台和HiRes实验的已发表事件作为参考方向寻找中微子的符合提供了基础。根据严格的盲性标准对分析进行了优化，结果显示在UHECR方向附近有过量的中微子候选者，其随机波动发生的概率为1%，与背景假设一致。在展望中讨论了这种分析的扩展，以包括更新的IceCube数据，采用40个字符串并使用可能性方法。
2010-11-04 astro-ph.HE
Radio Quiet AGNs as Possible Sources of Ultra-high Energy Cosmic Rays
活动星系核（AGN）是超高能宇宙射线（UHECR）的最广泛讨论的来源之一。皮埃尔俄歇天文台（PAO）最近的观测结果表明，~10^{18.5} eV以上的超高能电子回旋共振可能向重核方向发生成分变化。我们在这里表明，如果确实UHECR主要是重核，那么附近的无线电安静活动星系核也可以是UHECR的可行来源。我们推导出的加速网站，使UHECR加速到10^{20} eV，而不遭受损失的限制。我们表明，加速的UHECRs和高能量重核的生存是可能的，在秒差距尺度的弱喷流，通常观察到在这些对象，主要的能量损失通道是光致蜕变。在这个尺度上，预期由射流内部或射流与周围物质的相互作用产生的冲击波引起的能量耗散，这可能将粒子加速到非常高的能量。我们讨论了射电宁静活动星系核对观测到的UHECR通量的可能贡献，并表明单个天体在UHECR中所需的能量产生率可能低至~ 3*10^{39} erg/s，这小于测热光度的1%，因此在能量上是一致的。我们讨论了这个模型的后果，主要的一个是难以检测高能次级粒子（γ射线和中微子）从同一来源。
2009-12-17 astro-ph.HE
Correlating Fermi gamma-ray sources with ultra-high energy cosmic rays
超高能宇宙射线（UHECR）的起源是高能天体物理学中一个经久不衰的谜团。为了研究这一点，我们将最近发布的费米大面积望远镜第一源目录（1FGL）与Pierre Auger合作提供的UHECR公共样本进行了交叉关联。在样本中的27个UHECR中，我们发现12个事件到达费米源的3.1度内。然而，我们发现类似或更多的匹配在63个100个人工UHECR样本中使用的位置随机抽取的BATSE 4B目录的伽马射线暴（GRB）从1991年到1996年收集。根据我们的分析，我们没有发现证据表明，UHECR与费米源。最后，我们对宇宙射线的天体物理起源进行了一些评论。
2010-03-12 astro-ph.HE
Correlation between Ultra-high Energy Cosmic Rays and Active Galactic Nuclei from Fermi Large Area Telescope
通过对$γ$射线强活动星系核（AGN）位置与超高能宇宙射线（UHECR）到达方向的相关性分析，研究了活动星系核（AGN）是UHECR源的可能性。我们利用第二代Fermi大区域望远镜AGN星表中的$γ$射线强活动星系核和$d\le 100 {\rm Mpc}$，以及Pierre Auger天文台的UHECR观测数据和$E\ge 55 {\rm EeV}$。利用相关角距分布和Kolmogorov-Smirnov检验，将$γ$射线强活动星系核的到达方向分布与观测到的UHECR的到达方向分布进行了比较。我们的结论是，假设的$γ$ -射线响亮AGN的主要来源的UHECR是不利的，除非有一个大的涂抹效应，由于星系际磁场。
2012-09-03 astro-ph.HE
UHECR narrow clustering correlating IceCube through-going muons
最近的AUGER和望远镜阵列（TA）的UHECR事件表明，被称为热点（Hot Spot）的南北两个大星系团与M82和Cen A等活动星系核有关。自2008年以来，在同一框架中，我们假设UHECR是由光和最轻的原子核组成的，以解释附近巨大的室女星系团的尴尬缺席，缺席是由于最轻原子核的脆弱性和不透明性导致的。此外，UHECR地图显示了一些狭窄的集群，一些靠近银河平面，朝向SS 433和在天体地平线平面的对面：我们在2014年标记了它们，这表明可能的近源活动也是UHE中微子。事实上，自去年以来，2015年，最高的IceCube谷μ子，数百TeV能量的UHE上行中微子事件，确实显示了（在北天标记的三个案例中有两个案例）UHE中微子信号与窄拥挤的UHECR的预期重叠。具有更高能量阈值的新数据在某种程度上重新证实了我们的初步提议;新的可能来源出现了额外的相关UHE中微子与UHE中微子和/或窄UHECR集群事件。提出了残余中微子质量被ZeV中微子散射的可能作用。
2016-10-31 astro-ph.HE
Ultra-high energy cosmic rays deflection by the Intergalactic Magnetic Field
超高能宇宙射线（UHECR）的起源和组成仍然是一个谜。普遍的说法是，超高能电子回旋共振会被银河系和河外磁场从它们的主方向偏转。在这里，我们描述了银河系外的贡献，不依赖于初始种子场的强度和方向的偏转的UHECRs。使用的IllustrisTNG模拟，我们表明，外流驱动的磁泡在星系形成过程中产生的反馈过程偏转大约一半的所有$10^{20}$电子伏特质子的$1^{\circ}$或更多，并高达$20$ - $30^{\circ}$。这意味着，在星系际介质中的偏转必须考虑到，以确定源的UHECR。
2021-01-18 astro-ph.HE
Extragalactic propagation of ultrahigh energy cosmic-rays
本文综述了高能宇宙射线（UHECR）的河外传播。我们提出了质子和原子核的不同能量损失过程，以及它们对UHECR谱和组成的能量演化的预期影响。我们讨论了皮埃尔俄歇天文台最近提供的成分分析的可能影响。河外磁场的影响和可能偏离的直线的情况下也提到，以及生产的次级宇宙成因中微子和光子和约束，他们的观察将意味着UHECRs的起源。最后，我们简要讨论了解决UHECRs之谜的多信使方法的相关性。
2011-11-14 astro-ph.HE
On ultra high energy cosmic rays and their resultant gamma rays
费米大面积望远镜（Fermi LAT）合作最近报告了对$100\mbox{MeV}$和$820\mbox{GeV}$之间各向同性河外伽马射线背景（EGRB）光谱的50个月测量。超高能宇宙射线（UHECR）质子与宇宙微波背景（CMB）光子相互作用，并产生能量为$10\mbox{MeV}\mbox{-}1\mbox{TeV}$的级联光子，这些光子对EGRB通量有贡献。我们研究了七种可能的演化模型UHECR，并发现UHECR源，恒星形成率（SFR），中低光度活动星系核类型-1（$L = 10^{43.5}\mbox{erg sec}^{-1}$在$[0.5\mbox{-}2]\mbox{KeV}$带），BL Lacertae对象（BL Lacs）的演变是最可接受的所观察到的EGRB所施加的限制。其他可能性产生过多的二次$γ$辐射。在所有情况下，衰变的暗物质的贡献都改善了高能时的拟合，但尚未解决的耀变体的贡献（它将使衰变的暗物质的作用最小）可能还提供了另一种改进。正如Ajello等人（2015）最近声称的那样，整个EGRB都可以安装可分辨但尚未分辨的耀变体的可能性，将在EGRB中留下很少的空间来容纳来自河外UHECR生产的$γ$ -射线，即使对于许多源演化速率，否则是可以接受的。我们发现，在假设的UHECR主要是质子，有没有足够的空间产生河外UHECR与AGN，GRB，甚至SFR源演化。另…
2016-03-13 astro-ph.HE
AGN jets as the origin of UHECRs and perspectives for the detection of astrophysical source neutrinos at EeV energies
我们证明，人口的活动星系核（AGN）可以描述所观察到的超高能宇宙射线（UHECR）的光谱在脚踝和以上，并占主导地位的贡献来自低光度BL湖。一个额外的，subdominant贡献高光度活动星系核需要改善的组合物观测的描述，导致大量的中微子通量，峰值在EeV的能量。我们还发现，不同的属性为低和高亮度AGN人口所需的可能类似的重子加载已经可以从目前的冰立方观测排除。我们还表明，从源内发射的中微子的通量应该胜过宇宙成因中微子的传播过程中产生的UHECR。这一结果对超高能（$\sim$ EeV）中微子实验具有深远的意义，因为与宇宙成因中微子相比，可以使用额外的搜索策略来搜索源中微子，例如堆叠搜索，耀斑分析和多信使跟踪。
2021-05-06 astro-ph.HE
Extragalactic cosmic rays
本文回顾了超高能宇宙线物理的研究现状，在介绍了主要的实验结果和可能的解释之后，讨论了超高能宇宙线源的观测和理论限制。我还简要地评论了磁场的作用。结合这些限制，我认为，明亮的和众多的活动星系核类型的FR-I和塞弗特星系，或者超新星，是最有前途的UHECR源。最后，在结束之前，我简要介绍了会议上提出的几个模型。
2022-01-12 astro-ph.HE
Astrophysical neutrino production and impact of associated uncertainties in photo-hadronic interactions of UHECRs
超高能宇宙射线（UHECR）在宇宙中传播时，在其源的稠密辐射场中以及离开宇宙背景的相互作用中可以产生高能中微子。对电流测量的多信使解释深深依赖于对这些相互作用的理解。为了在UHECR源中有效地产生中微子，至少需要中等水平的相互作用，这意味着如果涉及核，则会产生核级联。另一方面，现有的截面数据和相互作用模型对大多数比质子重的原子核的预测结果很差。我们展示了这些不确定性在最先进的光衰变模型中的影响，并激励核截面测量。此外，我们讨论了目前在天体物理学中使用的光介子模型的扩展，并证明了理解UHECR与超共振相互作用的细节的重要性。
2018-09-26 astro-ph.HE
Revisiting Propagation Delays of Ultra-High-Energy Cosmic Rays from Long-lived Sources
本文重新研究超高能宇宙线在河外传播中的时间延迟，发现其可与AGN活动周期相当甚至更长，从而削弱源关联，并探讨其对化学组成和河外磁场约束的意义。
2025-06-15 astro-ph.HE
Ultra-high energy event KM3-230213A as a cosmogenic neutrino in light of minimal UHECR flux models
Institute for Nuclear Research of the Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院核物理研究所）；Budker Institute of Nuclear Physics of Siberian Branch Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院西伯利亚分院布德刻尔核物理研究所）；Novosibirsk State University（新西伯利亚国立大学）
研究探讨了KM3NeT探测到的超高能中微子是否由宇宙射线在星际介质中传播时产生，利用Telescope Array的宇宙射线通量模型，发现其预测与KM3NeT观测一致，且在2σ水平上吻合。
2026-02-20 astro-ph.HE
Review of the anisotropy working group at UHECR-2012
超高能宇宙射线（UHECR）的研究最近经历了一个跳跃的统计以及改进的仪器。这使得在搜索宇宙射线到达方向上的各向异性时具有更好的灵敏度。在2012年2月在欧洲核子研究中心举行的关于UHECR物理学未来方向的国际研讨会上，由相互协作的“各向异性工作组”给出的报告的书面版本中，我们报告了UHECR到达方向的各向异性搜索的现状。
2013-06-20 astro-ph.HE
Summing up Ultra-High-Energy Cosmic Rays from Radio Galaxies
射电星系被广泛认为是宇宙射线的来源，被称为超高能宇宙射线（UHECR）。在这里，从最近的调查的关键问题进行了总结，其中的射电星系的个人特征，以及河外磁场结构的影响，直到120 Mpc的距离已被考虑在内。结果表明，在一个非常大的体积采取的射电星系的平均贡献不能解释在地球上测量的UHECRs的观察到的功能。然而，如果我们假设观测到的大多数UHECR仅来自两个来源，则我们与皮埃尔俄歇天文台测量的UHECR的光谱，成分和到达方向分布非常一致：超亮射电星系天鹅座A，提供了一个主要的轻组成的核物种占主导地位，高达约60 EeV，和最近的射电星系半人马座A，提供了主要高于60EeV的重质组合物。在这里，我们必须假设，我们没有包括在模拟中的250 Mpc的河外磁场能够使来自天鹅座A的大约8 EeV的UHECR事件各向同性。
2018-12-22 astro-ph.HE
Measurement of Energy Spectrum of Ultra-High Energy Cosmic Rays
超高能宇宙射线（UHECR）是能量高于$10^{18}$ eV的带电粒子，起源于银河系之外。由于地球上UHECR的通量非常小，观测UHECR的唯一可行方法是测量UHECR在大气中产生的广泛空气簇射（EAS）。这是通过使用空气荧光探测器和地面上巨大的粒子探测器阵列来完成的。皮埃尔俄歇天文台（俄歇）和望远镜阵列（TA）是两个使用这种技术的大型宇宙射线实验，分别覆盖地面上3000公里$^2$和700公里$^2$的区域。本文介绍了TA报告的UHECR谱，它使用了7年来积累的6300 km $^2$ sr年的曝光量，以及相应的俄歇结果，它使用了10年来总曝光量超过50000 km $^2$ sr年的数据。我们回顾了这两个测量的天体物理解释，并讨论了它们的系统不确定性。
2017-05-25 astro-ph.HE
Isotropy constraints on powerful sources of ultrahigh-energy cosmic rays at $10^{19}$ eV
数值计算了强源产生的超高能宇宙射线（UHECR）到达方向分布的各向异性。我们表明，考虑到银河系磁场，在$\approx 10^{19}$电子伏特的显着各向异性的非检测目前和未来的实验施加一般上限UHECR质子光度稳定源源的函数的红移。上限限制了在局部宇宙中典型稳定源的存在，并限制了$10^{19}$ eV UHECR源的局部密度为$\gtrsim 10^{-3}$ Mpc $^{-3},$，假设平均星系际磁场小于$10^{-9}$ G。该各向同性比在最高能量下测量的更强，可以指示UHECR的瞬态生成。我们的各向异性计算适用于极端高频率峰值BL Lac对象1 ES 0229+200，1 ES 1101-232，和1 ES 0347-121，测试的UHECR诱导级联模型，其中束UHECR质子产生TeV的辐射在运输从源。虽然源周围的磁场结构影响耀变体所需的绝对宇宙射线光度，但银河系周围的磁场结构直接影响观测到的各向异性。如果这两个磁场都足够弱，那么皮埃尔·俄歇天文台应该可以探测到这些耀变体的明显的UHECR各向异性，除非UHECR质子的最大能量远低于$10^{19}$ eV。此外，如果这些是高于$10^{19}$ eV的UHECR的来源，则需要银河系周围的局部磁结构来解释在$\sim 10^{19}$ eV处观察到的各向同性，这可能与UHECR诱导的级联模型在合理的喷流功率下工作的所有星…
2015-12-09 astro-ph.HE
A new Monte Carlo Generator for Ultra-High Energy Cosmic Rays from the Local and Distant Universe
为了更好地理解超高能宇宙射线（UHECR）的起源和传播，我们发展了一种基于蒙特卡罗技术的模拟任意多个源的UHECR的新方法。该方法包括三个步骤的组合。对于遥远的来源，我们普遍接受的参数化计算观测到的宇宙射线通量的贡献。对于局部宇宙的来源，我们使用前向跟踪通过现实的物质分布和磁场所产生的明确模拟的大尺度结构形成。从计算和前向跟踪中，我们生成从离散方向观察具有给定能量的粒子的概率图。为了解释银河场的偏转，这些概率图被变换为通过场参数化反粒子回溯计算的矩阵。基于组合的概率图，执行单个UHECR数据的蒙特卡罗产生，然后将其用于与UHECR测量值进行比较。模拟UHECR数据用于优化UHECR测量中使用的分析技术，以及用于约束基础源和磁场模型的参数空间。
2012-02-14 astro-ph.HE
Constraining the Emissivity of Ultrahigh Energy Cosmic Rays in the Distant Universe with the Diffuse Gamma-ray Emission
在宇宙学距离上发射的能量大于10 ^19 eV的超高宇宙射线（UHECR）会被宇宙微波和红外背景辐射通过光强过程衰减。如果河外磁场像纳高斯一样强，那么由于扩散，较低能量的河外宇宙射线（~10^18-10^19 eV）在哈勃时间内只能传播小于~Gpc的线性距离。这使得我们无法直接观测到宇宙中的大多数UHECR，因此观测到的UHECR强度仅反映了附近宇宙中数百Mpc范围内的发射率。然而，遥远宇宙中的UHECR通过与宇宙背景光子的相互作用，产生UHE电子和伽马射线，这些电子和伽马射线反过来引发宇宙背景光子的电磁级联。这种次级级联辐射形成了河外扩散GeV-TeV伽马射线辐射的一部分，与原始的UHECR不同，它是可以观测到的。受费米/LAT对河外弥漫伽马射线背景辐射的新测量的启发，我们通过要求它们产生的级联辐射不超过观测水平，获得了遥远宇宙中UHECR发射率的上限。通过与候选UHECR源（如伽玛暴和活动星系核）在高红移下的γ射线发射率的比较，我们发现，所获得的平坦质子谱的上限比伽玛暴中的γ射线发射率大~10^1.5倍，比BL Lac天体中的γ射线发射率小~10倍。在铁核组成的情况下，导出的上限的UHECR发射率是一个因素的3-5倍。进一步得到了宇宙成因中微子通量的鲁棒上限，这是冰立方探测器和下一代探测器JEM-EUSO勉强可以达到的。
2011-07-22 astro-ph.HE
Universal cosmic rays energy spectrum and the mass composition at the 'ankle' and above
利用俄歇天文台和望远镜阵列计划最近公布的观测数据，对超高能宇宙射线（UHECR）的起源和组成进行了一些推论。我们主张将UHECR通量建模为银河系和河外成分的组合，在能谱的著名特征“脚踝”处交换主导作用。我们特别强调了单个实验的能量分辨率和它引入的可能偏差。我们最终将两个大实验的数据结合到一个“世界平均”的UHECR光谱中，并使用它，通过分析广泛的空气簇射（EAS）发展最大深度的分布来找到UHECR的质量组成：银河系和河外成分。我们研究了宇宙线源在空间的分布对质量成分的依赖关系。我们提出了一些模型在文献中存在的结果。我们在UHECR的银河系附近发现了河外源亏损的证据，这与小尺度各向异性分析结果相一致。
2017-06-19 astro-ph.HE
Effects of extragalactic magnetic field on the spectra of ultra-high-energy cosmic rays from jetted sources
Sorbonne Université（索邦大学）
本研究通过数值模拟极高能宇宙射线在磁化宇宙中的传播，首次证明在特定条件下，喷流发射几何结构（如张角与朝向）对塑造单个源的观测能谱具有决定性作用，揭示了发射几何与磁场相互作用对能谱的影响。
2025-11-05 astro-ph.HE
The Physics of UHECRs: Spectra, Composition and the Transition Galactic-Extragalactic
本文结合天体物理源的理论设想，综述了超高能宇宙射线的通量和质量组成的实验证据。在这种情况下，我们还讨论了预期的过渡之间的宇宙射线产生的银河系内部和那些来自星系际空间。
2017-06-05 astro-ph.HE
Ultra High Energy Cosmic Ray, Neutrino, and Photon Propagation and the Multi-Messenger Approach
第一讲讨论了从宇宙学源通过河外空间传播A=1（质子）到A=56（铁）的UHECR核。这是其次，在第二和第三讲座的考虑产生和传播的二次粒子通过UHECR损失相互作用。在第二个讲座中，我们专注于弥漫宇宙成因的UHE中微子通量的产生。在第三讲中，我们研究了UHE光子流到达地球的通量。在最后一个讲座中，前面的讲座的结果放在一起，以提供新的见解UHECR源。其中第一个提供了一种方法，通过测量UHECR光谱及其在地球上的光子分数来调查当地人口的UHECR源。其中第二个通过在地球上对UHECR核的可能观测提供了对UHECR源辐射场的约束。
2009-02-18 astro-ph.HE
Probing the Extragalactic Cosmic Rays origin with gamma-ray and neutrino backgrounds
GeV-TeV的γ射线和PeV-EeV的中微子背景提供了一个独特的窗口的超高能宇宙射线（UHECR）的性质。我们讨论了最近的费米-LAT数据的河外伽玛射线背景（EGB）和相关的估计点源的贡献，以及冰立方中微子数据的起源的UHECR的影响。我们计算宇宙成因的$γ$ -射线和中微子在UHECR传播过程中产生的扩散通量，并推导出UHECR源的可能的宇宙学演化的约束。特别是，我们表明，混合成分的情况下，这是在协议（一）俄歇测量的能谱和成分的最高能量和（ii）脚踝状的功能，在光分量中检测到的KASCADE-格兰德，是兼容的费米-LAT测量和与当前的IceCube限制。
2017-07-04 astro-ph.HE
Do Ultrahigh Energy Cosmic Rays Come from Active Galactic Nuclei and Fermi $γ$-ray Sources?
我们研究了俄歇、AGASA和雅库茨克观测到的高能宇宙射线（UHECR）与附近活动星系核（AGN）和$Fermi$源之间可能存在的相关性。我们考虑的偏转效应的银河系磁场（GMF）模型约束的最新测量。我们发现银河系磁场对UHECR的平均偏转角小于$4^\circ$。俄歇宇宙线事件和附近的活动星系核之间的相关性与$\sim 4σ$的显着性水平被发现的俄歇UHECR数据集与或不偏转校正。AGASA/雅库茨克事件与附近活动星系核之间没有相关性。当考虑由GMF模型计算的偏转时，发现Auger事件和$Fermi$源之间以及AGASA事件和$Fermi$活动星系核之间存在边缘相关。然而，雅库茨克数据和$Fermi$源之间没有发现相关性。一些$Fermi$源靠近俄歇、AGASA和雅库茨克探测到的UHECR事件的到达方向，其中大部分可能是偶然巧合，而不是附近宇宙中产生UHECR的物体。NGC 4945、ESO 323-G77、NGC 6951和Cen A等4个100 Mpc以内的$Fermi$源，在距其位置$3.1^{\circ}$以内都有UHECR事件，可能是宇宙线加速器。然而，只有在优选地在这些方向上检测到更多的UHECR时，才能确认关联。
2010-08-18 astro-ph.HE
How, where and when do cosmic rays reach ultrahigh energies?
了解超高能宇宙射线（UHECR）的起源--其能量超过$10^{20}~{\rm eV}$ --将粒子加速物理学扩展到其极限。在这篇评论中，我们讨论了如何可以达到这样的能量，使用一般的参数，往往可以在信封的背面。我们探讨可能的粒子加速机制，特别注意冲击加速。通知的参数推导，我们讨论了UHECR可能来自哪里，以及哪些类的强大的天体可能是UHECR源;一般来说，我们赞成射电星系，伽玛暴余辉和其他来源，是不是太紧凑，并在大尺度上耗散大量的能量，使他们能够产生大的产品$βB R$没有经历限制性损失的CR。最后，我们讨论了当UHECR加速突出的重要性源的变化，并探讨了有趣的可能性，即UHECR到达方向部分是由于“回声”从磁结构在当地的宇宙。
2023-01-06 astro-ph.HE
Multimessenger search for point sources: ultra-high energy cosmic rays and neutrinos
超高能宇宙射线（UHECR）和中微子的起源仍然是一个谜。强子加速理论认为它们应该与伽马射线起源于相同的来源（天体物理学或宇宙学）。虽然伽马射线与天体物理来源有关，但迄今为止还没有发现UHECR或中微子的点源。本文提出用超高能电子回旋共振和中微子的多信使组合作为寻找高能粒子点源的一种新途径。本文提出了一种计算UHECR和中微子互相关的统计方法。通过获得从观测到的UHECR到选定角距离内的中微子事件数量的概率密度函数，可以计算出在观测到的UHECR附近的中微子事件数量，这是声称具有选定意义的发现所必需的。不同的角距离（箱大小）被认为是由于未知的星系和星系际磁场中的宇宙射线偏转。可能观测到的相关性的到来方向的UHECR和中微子将提供强有力的指示强子加速理论。这两种信使与某些观测到的天体位置的相关性将指示加速的位置。超高能电子回旋共振和中微子在到达方向上的任何系统性偏移都可能使我们对宇宙射线的磁场偏转有更多的了解。
2009-10-02 astro-ph.HE astro-ph.IM
The large-scale anisotropy and flux (de-)magnification of ultra-high-energy cosmic rays in the Galactic magnetic field
本研究利用新银河系磁场模型计算UHECR到达方向，发现偶极分量降低源于河外通量峰值与去放大边界重合，为探测源分布和磁场提供新工具。
2024-11-05 astro-ph.HE
Energy Spectrum and Mass Composition of Ultra-High-Energy Cosmic Rays Originating from Relativistic Jets of Nearby Radio Galaxies
本研究采用新型源能谱模拟邻近射电星系UHECR传播，发现其能谱与质量组成在最高能量处呈现南北天半球差异。
2025-06-18 astro-ph.HE
The science of ultra-high energy cosmic rays after more than 15 years of operation of the Pierre Auger Observatory
该研究基于皮埃尔·奥格天文台15年多数据，总结了超高能宇宙射线的能谱、成分和到达方向研究，确认了其河外起源，并设定了中微子与光子通量上限，对多信使和BSM物理有重要意义。
2023-09-03 astro-ph.HE
A Bayesian analysis of the 69 highest energy cosmic rays detected by the Pierre Auger Observatory
超高能宇宙射线（UHECR）的起源仍然是一个悬而未决的问题。已经进行了几次尝试，以交叉相关的UHECR的到达方向与目录的潜在来源，但没有明确的结论已经达成。我们报告的贝叶斯分析的69个事件从皮埃尔俄歇天文台（PAO），其目的是确定的部分UHECR起源于已知的活动星系核的Veron-Cety & Veron（VCV）目录，以及活动星系核检测的雨燕爆发警报望远镜（Swift-BAT），星系从2 MASS红移巡天（2 MRS），和额外的体积有限的样本17个附近的活动星系核。这项研究利用了一个多层次的贝叶斯模型的UHECR注入，传播和检测。我们发现，对于先验参数的合理范围，贝叶斯因子不支持纯各向同性模型。对于模型参数的置信值，我们报告了VCV、Swift-BAT和2 MRS星表以及17个活动星系核样本的68%可信区间，分别为0.09+0.05-0.04、0.25+0.09-0.08、0.24+0.12-0.10和0.08+0.04-0.03。
2016-01-11 astro-ph.HE
Are Gamma-Ray Bursts the Sources of the Ultra-High Energy Cosmic Rays?
提出了一个标准清单，以帮助建立超高能宇宙射线（UHECR）的来源。这些标准适用于长持续时间的伽玛暴，以确定它们是否是UHECR源。证据似乎更倾向于耀变体和射电星系（或其他来源）而不是伽玛暴。
2011-03-24 astro-ph.HE
Ultrahigh-Energy Cosmic Rays from the "En Caul" Birth of Magnetars
如果核密度物质的状态方程是这样的，两颗低质量的中子星有时可以形成一颗大质量的中子星，而不是一个黑洞，那么快速旋转的磁星可能通过白矮星的吸积诱导坍缩或中子星合并而形成。无论哪种情况，新诞生的磁星都是产生超高能宇宙射线（单个能量超过$10^{18}\,{\rm eV}$的粒子; UHECR）的吸引人的地点。短周期自旋和强磁场能够将粒子加速到适当的能量，磁星上和周围物质的组成自然可以解释最近在UHECR中重元素的推断。我们探讨这些磁星周围的少量出生碎片是否允许UHECR容易逃脱。我们还调查了磁星周围独特的环境对UHECR的影响，磁星周围的环境由相对论粒子和碎片内的磁场组成。UHECR的速率和能量与这种起源是一致的，即使产生快速旋转磁星的事件的速率仍然非常不确定。喷出物的低质量也有助于限制与这种情况相关的高能中微子背景，使其在大多数磁星参数空间上低于当前的冰立方约束。一个独特的预测是，UHECR可能会产生在旧的恒星环境没有强大的恒星形成的对比，将预期为其他UHECR的情况下，如活动星系核或长伽马射线暴。
2016-05-10 astro-ph.HE
Solar System objects as cosmic rays detectors
在最近的一封信（Rimmer et al. 2014）中，木星被认为是超高能宇宙射线（UHECR）的有效探测器，通过地球轨道卫星测量木星大气层中产生的UHECR簇射的伽马射线。我们表明，这一结果是不正确的，由于错误的假设角分布的簇射粒子。我们评估了其他太阳系天体作为UHECRs探测的潜在目标，发现所提出的技术要么不可行，要么与传统的地基UHECRs探测器没有竞争力。
2014-05-22 astro-ph.EP astro-ph.HE
Secondary neutrino and gamma-ray fluxes from SimProp and CRPropa
河外空间中的超高能宇宙射线（UHECR）与宇宙微波背景（CMB）和河外背景光（EBL）中的光子相互作用可以产生高能中微子和光子。UHECR传播的模拟需要关于物理量的知识，例如EBL和光致蜕变截面的光谱。这些假设，以及在代码中使用的近似，可能会影响计算的UHECR光谱和成分，以及相关的宇宙成因中微子和光子通量。在我们之前的工作中，我们研究了这些不确定性对UHECR光谱和成分的影响，在这里，我们使用蒙特卡罗代码CRPropa和SimProp，在各种天体物理场景中，对中微子通量和光子，电子和正电子的产生率进行量化。我们发现，宇宙成因中微子是更敏感的选择EBL模型比UHECR，而整体宇宙成因伽马射线的产生率是相对独立的传播细节。我们还发现显着的差异中微子通量预测的最新版本的CRPropa和SimProp，并讨论其原因和可能的改进，在未来版本的代码。
2019-04-18 astro-ph.HE
Statistical Analysis of the Correlation between Active Galactic Nuclei and Ultra-High Energy Cosmic Rays
本文发展了比较两组宇宙射线到达方向的统计方法，其中到达方向的二维分布被简化为一维分布，从而可以应用标准的一维Kolmogorov-Smirnov检验。然后应用它们分析了皮埃尔俄歇天文台（PAO）和明野巨空气簇射阵（AGASA）观测到的能量在$5.7\times10^{19}$ eV以上的超高能宇宙射线（UHECR）与100 Mpc范围内活动星系核（AGN）的相关性。为了进行统计检验，我们建立了一个简单的活动星系核模型，假设所有活动星系核具有相同的亮度和涂抹角，其中一定比例的观测到的UHECR来自选定距离内的活动星系核，其余部分来自各向同性背景贡献。对于PAO数据，我们的方法不仅排除了观测到的UHECR简单地各向同性分布的假设，而且排除了它们完全起源于选定活动星系核的假设。但是，通过背景贡献或大的拖尾效应加入适量的各向同性分量，可以大大改善相关性，使UHECR源的活动星系核假说成为可行的。我们还指出，活动星系核的距离限制在40-60 Mpc的范围内，恰好产生了良好的相关性，没有明显的各向同性分量和大的涂抹效应。对于AGASA的数据，我们没有发现任何显着的相关性与活动星系核。
2011-03-02 astro-ph.HE
UHECRs Propagation and their Multimessengers: Upper limits and the Impact of the Extragalactic Magnetic Field
Colorado School of Mines（科罗拉多矿业学院）
本研究考察星暴星系中UHECR传播产生的宇宙成因伽马射线和中微子通量（聚焦NGC 1068），结合河外模拟与观测上限计算宇宙线光度，约束EGMF强度并预测探测能力，强调多信使方法的重要性。
2025-11-13 astro-ph.HE
Centaurus A as a point source of Ultra-High Energy Cosmic Rays
通过对到达方向分布的统计分析，探讨了半人马座A（Cen A）是PAO观测到的超高能宇宙射线（UHECR）点源的可能性。为此，我们建立了超高能电子回旋共振源的Cen A优势模型，其中Cen A贡献了整个超高能电子回旋共振中能量高于$5.5\times10^{19}\,{\rm eV}$的部分$f_{\rm C}$，而各向同性背景贡献了剩余的$1-f_{\rm C}$部分。星系际磁场对起源于Cen A的UHECR轨道弯曲的影响由高斯涂抹角$θ_s$参数化。使用相关角距离分布（CADD），我们确定了在Cen A方向上的UHECR的过剩，并通过改变Cen A优势模型的两个参数$f_{\rm C}$和$θ_s$来拟合观测到的PAO数据的CADD。最佳拟合参数值为$f_{\rm C}\approx0.1$（在PAO处观察到的相应Cen A分数为$f_{\rm C,PAO}\approx0.15$，即约为69个UHECR中的10个。）和具有最大概率$P_{\rm max}=0.29$的$θ_s=5^\circ$。考虑到Cen A优势模型中各向同性背景假设的不确定性，我们将可行的参数范围扩展到$2σ$带、$0.09\lesssim f_{\rm C,PAO}\lesssim 0.25$和$0^\circ\lesssim θ_s\lesssim 20^\circ$。这一结果支持了在星系际磁场的作用下…
2012-06-18 astro-ph.HE
Ultra-High-Energy Cosmic Rays from Radio Galaxies
射电星系是宇宙射线的源，被称为超高能宇宙射线（UHECRs），在$3\,{\times}\,10^{18}\,\text{eV}$以上观测到。我们提出了一个第一，系统的方法，考虑到这些来源的个人特点，以及河外磁场结构的影响，距离为120百万秒差距。我们使用一个混合的模拟设置，基于3D模拟的UHECRs所观察到的，个别的射电星系采取了120 Mpc的距离，并在1D模拟超过一个连续的源分布贡献超过120 Mpc。此外，我们还包括了距离大约为$250\,$ Mpc的超亮射电星系天鹅座A，因为它的贡献是如此之强，以至于它必须被认为是一个单独的点源。在我们的模拟设置中的UHECR喷射的实施是基于无线电射流和标准的一阶费米加速的物理的详细考虑。我们表明，在一个非常大的体积采取的射电星系的平均贡献不能解释在地球上测量的UHECRs的观察到的功能。然而，如果我们假设观测到的大多数UHECR仅来自两个来源，则我们与皮埃尔俄歇天文台测量的UHECR的光谱，成分和到达方向分布非常一致：超亮射电星系天鹅座A，提供了一个主要是轻成分的核物种占主导地位，高达约$6\,{\times}\,10^{19}\,$电子伏特，和最近的射电星系半人马座A，提供了在$6\,{\times}\,10^{19}\,$ eV以上占主导地位的重成分。在这里，我们必须假设，我们没有包括在模拟中的250 Mpc的河外磁场能够使来自天鹅…
2018-03-08 astro-ph.HE
A roadmap for searching cosmic rays correlated with the extraterrestrial neutrinos seen at IceCube
我们已经建立了一个天空地图，它应该是预期的120 EeV的宇宙射线宇宙射线（UHECR）的到来方向与最新的天体物理中微子轨道在冰立方，这是作为点源观察到的。为了计算这些到达方向，我们考虑了银河系和河外磁场对宇宙射线偏转的贡献，以及与当前预期兼容的UHECR成分。我们采用Jansson-Farrar JF 12模型计算银河磁场，河外磁场强度为1 nG，相干长度为1 Mpc。我们观察到，银河系平面以外的区域与中微子轨道的相关性更强，而不是邻近或其中的区域，前者是寻找UHECR通量过度或各向异性的良好候选者。此外，作为一个例子，我们集中在150 EeV的UHECR到达方向的区域，该区域与位于北半球远离银道面的$(l,b)=(-137.1^\circ,65.8^\circ)$的冰立方事件37相关，得到了角大小$\sim 5^\circ$，对于200 EeV为$\sim 3^\circ$，对于120 EeV为$\sim 8^\circ$。本文提出的结果代表了一个有用的UHECR过量搜索天空地图指南。
2020-05-19 astro-ph.HE
Achievements and Mirages in Uhecr and Neutrino Astronomy
光子天文学统治了过去的四个世纪，而更宽的光子带统治了最后一个无线电X-伽马世纪的发现。近十年来，UHECR和UHE中微子天文学的兴起和竞争可能会出现。Tau Neutrino可能会赢，并成为第一个揭示的味道。如果核子是主要的超高能电子回旋共振流，它可能很快在俄歇的EeV能量范围内上升。反之，UHECR是Li ~+核（He，Li。（2）UHE τ中微子在EeV处可能被抑制，在几百PeV处可能被增强.在AMIGA和HEAT密集子阵列中可检测到。几年之内。
2009-05-11 astro-ph.CO astro-ph.HE
Ultra high energy cosmic rays from super-heavy dark matter in the context of large exposure observatories
超高能宇宙射线（UHECR，$E>10^{18}$ eV）的起源至今仍不确定。然而，由于皮埃尔俄歇天文台和望远镜阵列天文台的数据，已经取得了很大的进展。UHECR通量呈现两个主要特征，被称为脚踝的光谱硬化和在较高能量下的抑制。实验数据表明，在脚踝以上的UHECRs流量占主导地位的星系外组成部分的天体物理起源。然而，少数组成部分的外来起源，占主导地位的流量超过抑制仍然是兼容的，与目前的数据。因此，存在一部分UHECR通量来源于星系晕中聚集的超重暗物质粒子衰变的可能性。在这些情况下，主要的贡献来自我们星系的晕。在这篇文章中，识别这些场景的背景下，未来非常大的曝光宇宙射线观测站的可能性进行了研究。值得一提的是，位于附近宇宙的河外晕的贡献也包括在这些研究中。
2019-09-19 astro-ph.HE
Lightest Nuclei in UHECR versus Tau Neutrino Astronomy
UHECR可能是核子或原子核;在后一种情况下，像He、Li、Be这样的锂离子核，最多只能解释室女座信号的缺失以及被星系磁场弯曲的半人马座A周围事件的拥挤。该模型符合在AUGER中发现的观察到的核质量组成。然而，GZK以上的UHECR核子产生EeV中微子，而重核，如Fe UHECR不产生太多。UHECR He核在几十EeV时会发生核碎裂（产生几十PeV的低能中微子），但一旦超过10^{20} eV，它就会受到光子GZK抑制（导致EeV中微子）。这两个宇宙成因的UHE次级中微子信号可能会以显著和可检测的方式影响通常预测的GZK Tau中微子天文学;共振反中微子电子-电子导致Tau空气簇射的作用也可能上升。
2009-02-19 astro-ph.CO astro-ph.HE
